Hubungan Diameter dengan Tekanan

Seringkali bahkan seperti menjadi pendpaat umum bahwa untuk meningkatkan tekanan salah satunya adalah memperkecil diamter pipa,

 

Hingga sekarang masih saja ada salah kaprah di dunia awam yang mengira dengan memperkecil diameter pipa dapat meningkatkan tekanan air. Hal ini sangat tidak benar. Kesimpulan tidak benar ini disebabkan saat seseorang melihat ujung selang air yang ditekan dengan jari menghasilkan dorongan air yang lebih jauh. Sebenarnya yang bertambah adalah kelajuan (kecepatan) aliran air bukan tekanan.

Dengan memperkecil diameter pipa malah akan menambah gaya gesek fluida (air) dengan penampang pipa yang berakibat berkurangnya debit air. Hal ini berdasarkan kombinasi dari hukum Bernoulli dan efek Venturi yang menyatakan bahwa ketika ukuran penampang (pipa) berkurang, untuk menghasilkan debit fluida yang tetap sama, maka kelajuan fluida harus bertambah dan disaat yang bersamaan tekanan fluida tersebut akan berkurang. 

 

 

Pada gambar di atas, nilai tekanan dapat dilihat pada ketinggian air pada tabung vertikal. Terlihat ketinggian air pada tabung vertikal saat luas penampang lebih rendah yang berarti tekanan pada daerah tersebut lebih rendah.

Yang dibutuhkan saat anda hendak mendorong air dengan pompa ke titik yang lebih tinggi adalah tekanan (pada pompa biasa disebut Head). Yang anda butuhkan agar nosel air mancur anda dapat menyembur lebih tinggi adalah tekanan. Yang anda butuhkan untuk pompa pemadam adalah tekanan. Jadi yang dibutuhkan adalah tekanan bukan kelajuan.

Jadi harap diingat, memperkecil ukuran pipa air tidak akan meningkatkan tekanan tetapi malah menurunkan tekanan air!

Hukum Bernoulli juga menyatakan bahwa makin panjang suatu penampang air, maka tekanan air akan berkurang. Hal tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

 

Dapat dilihat, pada titik nomor 2 tekanan air lebih rendah daripada pada titik nomor 1 ketika air baru masuk ke dalam pipa. Penyebab hal ini dikarenakan gaya gesek pipa terhadap air. Semakin kecil diameter suatu pipa, maka berdasarkan hukum Bernoulli maka kelajuan air akan menjadi lebih cepat. Dengan meningkatnya kelajuan air maka semakin tinggi gaya gesek yang dihasilkan.

Apabila kita gabungkan dengan persamaan Darcy-Weisbach (dapat dilihat di bawah ini):

  • hf = Gaya gesek pada pipa
  • f = Koefisien gaya gesek (tidak berdimensi)
  • L = Panjang pipa
  • D = Diameter pipa
  • V = Kecepatan rata-rata dari aliran air
  • g = Percepatan gravitasi

Rumus gaya gesek pada pipa tersebut cukup jelas. Dapat kita lihat apabila nilai D (diameter pipa) diperkecil, maka hf (gaya gesek pada pipa) akan membesar. Saat nilai gaya gesek (hf) meningkat, maka nilai tekanan dorong pompa berupa Total Dynamic Head (TDH) pompa anda akan berkurang sesuai dengan rumus di bawah ini:

TDH = Discharge Head – Suction Lift – Friction Loss

Semoga pembahasan dari dua artikel kami ini akan membantu memberikan klarifikasi yang jelas. Sekali lagi kami tekankan, memperkecil diameter pipa air tidak akan meningkatkan tekanan pompa! Biasanya yang terjadi adalah pompa air yang digunakan akan lebih cepat mengalami tekanan balik lebih berat.

 2,176 total views,  19 views today

Leave a Reply